String、StringBuilder、StringBuffer的简单介绍

• 本文主要记录
  • String的简单概述、常用构造方法、常用API、方法区和堆内存的补充
  • StringBuffer和StringBuilder的简单介绍、常用API和简单的区别

一、String

1、概述

• String表示字符串，java程序中所有字符串文字都是String类的实例（对象）
• 字符串是不可变的，它的值在创建后无法更改
  • 因为String的底层是使用char类型的数组存储字符串的
    • 数组的长度一旦确定，无法再更改
• 如果多个字符串的内容完全一致，它们在内存中就会共享同一块内存
  • 相同的字符串缓存在同一块内存区域，是通过字符串常量池实现的
  • 这里指的是直接使用String xx = "xxx"的格式定义的字符串，才会放在字符串常量池
  • 如果是使用String的构造器创建出的字符串，并不是放在常量池，而是在堆内存新开辟一块空间进行存储，此对象与字符串常量池中相同内容的对象不是同一个对象
• String是final修饰的，无法被继承

2、常用构造方法

String()

• 创建一个String对象，表示的是空字符序列
  • 是在堆内存中新开辟一块空间

String(String str)

• 根据传入的字符串创建一个String对象

String(byte[] bytes, String charsetName)

• charsetName表示的是字符集编码
• 该构造器是根据字符集编码，将字节数组转换成String对象
• 应用场景
  • 当浏览器在发数据的时候，如果tomcat版本比较老（比如8版本之前），有些参数会乱码。这时候可以将这些字符串变成字节数组，再通过此构造器指定编码，将内容重新组合，以实现消除乱码的效果

3、常用API

char charAt（int index）

• 返回指定索引处的char值
• 底层源码
  • 如果index不在数组索引范围内，会跑出异常
  • 否则返回char数组索引对应的值

public char charAt(int index) {
    if ((index < 0) || (index >= value.length)) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
    }
    return value[index];
}

boolean contains(CharSequence s)

• 当且仅当此字符串包含指定的char序列时返回true
• CharSequence是String的父接口
• 底层源码分析
  • 调用String的indexOf方法，判断传入的字符值序列在字符数组中的索引是否大于-1
    • 即判断是否存在，存在则大于-1，返回true；不存在则等于-1返回false

public boolean contains(CharSequence s) {
    return indexOf(s.toString()) > -1;
}

boolean equals（Object anObject）

• 将此字符串与指定的对象进行比较
  • 区分大小写
• 底层源码分析
  • 先使用==判断，如果传入的对象和当前字符串是同一个对象，返回true
    • 假设字符串的内容全部一致，分为下面几种情况
      • "abc" == "abc" --true ： 因为都在字符串常量池
      • "abc" == new String("abc") --false:前者在字符串常量池，后者是在堆内存新开辟一块空间
      • new String("abc") == new String("abc") --false: 两者在堆内存的不同空间里
  • 如果使用==判断为false，再判断传入的对象是否是String类（用了instanceof关键字）
    • 如果是，则将传入对象转化为字符串，内容逐个和当前字符串比较
      • 完全一致返回true，否则返回false
    • 如果传入的对象不是String，返回false

public boolean equals(Object anObject) {
    if (this == anObject) {
        return true;
    }
    if (anObject instanceof String) {
        String anotherString = (String)anObject;
        int n = value.length;
        if (n == anotherString.value.length) {
            char v1[] = value;
            char v2[] = anotherString.value;
            int i = 0;
            while (n-- != 0) {
                if (v1[i] != v2[i])
                    return false;
                i++;
            }
            return true;
        }
    }
    return false;
}

int indexOf(int ch)

• 返回指定字符第一次出现的字符串中的索引
• 还有几个重载方法，简单介绍一下
  • 传入的参数可以是int类型，也可以是String类型
  • 此外还可以多加一个起始索引参数，从该起始索引位置开始搜索
• 底层代码判断索引是否越界，然后使用一定的算法遍历进行比较

int lastIndexOf(int ch)

• 返回指定字符最后一次出现的字符串中的索引

String[] split(String regex)

• 根据regex划分字符串，划分结果存在字符串数组中
• 举例

String s1 = "a,b,c,d,e";
String[] arrs = s1.split(",");
for (String arr : arrs) {
    System.out.println(arr);
}

String substring(int beginIndex)和String substring(int beginIndex, int endIndex)

• 返回一个字符串，该字符串是此字符串的子字符串
  • 一个参数
    • 从该索引位置直到数组末尾的内容作为子字符串
  • 两个参数
    • 包含起始索引，不包含结束索引的内容作为子字符串
• 举例

String s1 = "123456789";
System.out.println(s1.substring(2)); //3456789
System.out.println(s1.substring(2,4)); //34

String toUpperCase()和String toLowerCase()

• toUpperCase()将此字符串的所有字符转化为大写
• toLowerCase（）将此字符串的所有字符转化为小写
• 举例

String s = "Abc123AABBccdd";
System.out.println(s.toUpperCase()); //ABC123AABBCCDD
System.out.println(s.toLowerCase()); //abc123aabbccdd

String trim()

• 删除字符串前面和后面所有的空格
  • 中间的空格不会删除
• 举例

String s = "   abc d  ";
System.out.println(s.trim()); //abc d

static String valueOf(不同基本数据类型的数据)

• 将传入的基本数据类型的数据变成字符串
• 举例

System.out.println(String.valueOf(123)); //123
System.out.println(String.valueOf(0)); //0
char[] a = {'a','b','c','d'};
System.out.println(String.valueOf(a,0,2)); //ab

boolean endsWith(String suffix)

• 判断字符串是否以指定的后缀结尾

4、方法区和堆内存补充

a、方法区

• 就是加载代码的内存区域，存储的是可以重复使用的资源，包括
  • 类信息（构造方法/接口定义）
  • 静态资源
  • 常量
  • 成员方法
  • 运行时常量池
• 方法区是被所有线程共享的
  • 所有定义的方法都保存在该区域，此区域属于共享空间
• jdk1.7之前
  • hotspot虚拟机对方法区的实现为永久代
    • hotspot是JVM虚拟机的概念
    • 永久代
      • 永久在内存中村相互的内容
      • 加载一次之后，除非程序结束，否则可以一直复用
      • 不会被GC回收
  • 运行时常量池（包括字符串常量池）存放在方法区
• jdk1.7
  • 字符串常量池从方法区移到了堆内存
  • 运行时常量池
    • 除了字符串常量池，剩下的都还在方法区，也就是hotspot的永久代
    • 这里的永久代区别于后面堆中的永久代，方法区不是在堆中的，这里只是表明方法区在这个时候是用永久代的方式实现的
• jdk1.8及之后
  • hotspot移除了永久代，用元空间代替
    • 元空间和永久代其实是一个概念，只是处理机制有一点不同
      • 元空间使用的是本地内存，而不是JVM内存
  • 字符串常量池还在堆内存中
  • 运行时常量池还在方法区，只不过方法区的实现从永久代变成了元空间

b、堆内存

• 一个JVM实例只存在一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的
• 堆内存存储对象和数组数据
• 堆的分类
  • 新生代
    • 刚创建的对象都存储在新生代里
    • 新生代的GC机制（java的垃圾回收处理机制）不一样，GC机制运转的很快
      • 因为刚创建的对象很可能马上就不会再使用了（没有被引用），所以GC需要经常进行内存回收处理
    • 如果新生代的对象连续15次回收都没被回收成功，说明该对象使用的时间可能会比较久，就把该对象从新生代转移到老年代
  • 老年代
    • 老年代里的对象，GC很久才访问一次，节省内存
  • 永久代
    • 永久代里面的内容不会被GC访问，即不会被回收

二、StringBuilder和StringBuffer

a、概述

• 在进行大量的字符串拼接时，需要避免使用String直接拼接
  • 使用String拼接的本质是在堆内存中不断创建新的char数组进行数据拼接，而不用的字符串因为存在于常量池，不会被GC回收，会造成大量的内存空间浪费，甚至导致内存溢出
• 由此引入了StringBuffer和StringBuilder，用于字符串的拼接操作
  • 两者都是可变字符序列
  • 字符内容存储在数组中，调用这两个类的构造器产生数组的初始容量都是16个字符，存满了会动态扩容
    • 它们在拼接字符串的时候，在内存中没有进行缓存，每一次产生的垃圾都会被及时回收

b、特点

• StringBuilder的拼接效率比StringBuffer高
• StringBuffer是线程安全，StringBuilder是线程不安全的 

c、常用API

• append（）
  • 用于拼接字符串
• toString（）
  • 用于将StringBuilder或StringBuffer对象转换成字符串
• reserve（）
  • 用于将字符串反转

# 本文写得没有特别详细，其他的知识点日后完善...